考虑综合需求响应的社区综合能源系统主从博弈策略

传统电力需求响应技术通过削减或转移电力负荷对负荷曲线进行优化,但会影响用户用能体验,因而用户参与需求响应的积极性及负荷可控性有限.对于社区综合能源运营商,研究用户综合需求响应,可挖掘其调度潜力.基于消费者心理学研究居民用户替代用能行为,建立用户优化用能模型和社区综合能源运营商优化模型,将运营商作为领导者,用户作为跟随者建立Stackelberg主从博弈模型.用KKT条件代替用户侧优化模型,将博弈模型转化为单层优化模型求解.通过算例仿真验证了充分挖掘利用负荷侧多能互补特性及综合需求响行为,可有效提升可再生能源利用率和综合能源运营商的效益.     

计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度策略

需求响应聚合商通过需求响应聚合用户的可转移负荷和可削减负荷,提高区域综合能源系统运行的灵活性和经济性。考虑综合能源系统运营商和需求响应聚合商之间的交互博弈关系,建立了计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度模型。上下层分别以区域综合能源系统运营商和需求响应聚合商经济收益最大为目标,利用KKT条件和线性化方法将双层模型转化为单层混合整数线性优化模型进行求解。结果显示,通过分时电价和需求响应补偿价格引导用户调整用能计划,可在提高综合能源系统运营商和需求响应聚合商的利润的同时实现削峰填谷,减少对电网安全稳定运行造成的影响。     

基于Stackelberg博弈实时定价机制的电-气综合能源系统优化调度

为了降低风电和负荷的预测误差对于综合能源系统各机组出力计划的影响,建立了基于Stackelberg 博弈实时定价机制的电-气综合能源系统两阶段（日前-日内）优化调度模型。在日前调度计划中,以综合能源系统经济成本最优确定各机组次日的出力计划。在日内调度计划中,以综合运营商收益最大和用户满意度最大为目标函数,建立主从博弈模型,通过两方博弈对日前能源价格进行调整,从而引导用户积极参与需求响应。通过实际的算例仿真分析,Stackelberg 博弈制定的实时能源价格相较于价格弹性系数矩阵法制定的能源价格,用户参与需求响应的程度更高,不仅可以减少对各机组日前制定出力计划的调整,而且可以降低系统运行成本,提高用户的综合效能。     

基于主从博弈的综合能源系统电氢碳运行优化

为响应“碳达峰、碳中和”号召,合理分配综合能源系统中各主体的利益,提出基于主从博弈的综合能源系统氢储能和碳捕集协同优化策略。首先,建立主从博弈模型,其中园区运营商为主从博弈的上层领导者,能源供应商、储能运营商和负荷聚合商为主从博弈的跟随者。其次,将包含氢储能和碳捕集的园区综合能源系统交易决策模型嵌入主从博弈框架下,利用改进的差分进化算法结合二次规划的分布式均衡方法求解。最后,算例验证了所提优化策略对降低碳排放、充分消纳风光资源、提高储能收益的有效性。     

含用户聚合代理的工业园区需求响应主从博弈机制与策略

区域综合能源系统中不同的利益主体往往具有多样化的优化目标和供用能需求,特别是聚合代理新型电力交易主体的出现,使得电能交易的相关调控策略和决策机制更加复杂,引入以价格为主导的博弈机制来协调均衡多方利益的对立是一个必然的趋势。考虑到能源交易过程中的先后次序和波动性变化等,基于Stackbelberg博弈理论和电力市场基本规则,提出了一种由用户聚合代理整合用户侧需求响应资源并与工业园区运营商互动的主从博弈电力市场机制模型,然后分析了工业园区和用户聚合代理的互动策略和博弈规则,并利用双层优化方法进行求解。通过优化分析验证了该机制在保证三方的经济利益下,同时能够改善用户聚合代理和企业用户在博弈中的弱势地位,对优化电力市场运营、降低大用户调峰成本和缓解电网压力具有重要意义。     

基于综合需求响应和奖惩阶梯碳交易的能源枢纽 主从博弈优化调度

为了充分考虑综合能源系统的低碳性以及多能负荷响应特性的复杂性,提出了考虑综合需求响应和奖惩阶梯型碳交易机制的能源枢纽(Energy Hub, EH)主从博弈优化调度策略。首先,为有效评估多能负荷柔性特性和响应能力,将建筑热传递模型与生活热水储存模型集成到楼宇EH模型中,构建了考虑多种热量扰动因素的精细化综合需求响应模型。其次,考虑到供需双方的绿色调节能力,构建了奖惩阶梯型碳交易成本模型。并基于Stackelberg博弈理论,建立了能源枢纽运营商和用户的低碳优化模型。最后,提出了结合CPLEX工具箱的差分进化算法对所提模型进行求解。算例仿真验证了所提方法能够有效限制系统的碳排放量,充分发挥了需求侧资源的响应能力和减排潜力,实现了EH经济性和环保性的双赢。     

基于供需双侧博弈互动的园区多能运营商能源交易优化决策

随着能源市场改革的逐步深入,大量新兴市场主体涌入市场展开激烈竞争。在此背景下,以园区运营商对园区综合能源系统(integrated energy system,IES)进行管理并参与市场为应用场景,建立与供需双侧博弈互动的园区运营商能源交易决策模型。首先,基于Stackelberg博弈理论,同时考虑供给侧和需求侧市场主体的主动性,提出园区运营商供需双侧博弈互动框架。其中,园区运营商分别采用功率-价格曲线和分时统一价格与能源供应商和用户进行互动模拟。然后,采用能源枢纽(energy hub,EH)建模方法,详细构建园区IES调度模型,以园区运营商净利润最大化进行园区IES运行优化。接着,证明该博弈互动模型纳什均衡(nash equilibrium,NE)的存在性和唯一性,并提出相应的NE求解流程。仿真结果表明,所提博弈互动模型的求解具有良好的收敛性,园区运营商与供需双侧进行博弈互动可更好地调整自身分布式能源设备的运行,并以更低的成本进行购能。     

考虑新能源消纳及需求响应不确定性的配电网主从博弈经济调度

针对当前配电网侧风电消纳率较低的问题,运用Stackelberg动态博弈理论,提出一种以配电网侧为主体、负荷侧为从体的主从博弈模型.通过分析用户负荷特性,建立用户负荷特性模型;运用三角模糊数描述需求响应的不确定性,建立价格型需求响应不确定性模型;以配电网侧配电网运行成本最小及风电消纳最大、负荷侧用户电费最低为目标建立配电网主从博弈经济模型,二者通过优化配电网侧的准实时电价策略集及负荷侧需求响应策略集达到博弈均衡;以修改后的IEEE 30节点系统为算例,采用改进型教与学优化算法求得该主从博弈模型的均衡解.算例仿真分析表明,所建模型能够有效提高配电网风电消纳能力,减少配电网运行成本和用户电费,实现主、从体双方社会效益与经济效益最优化.     

基于主从博弈的社区综合能源系统分布式协同优化运行策略

随着能源市场由传统的垂直一体式结构向交互竞争型结构转变,社区综合能源系统的分布式特征愈发明显,传统的集中优化方法难以揭示多主体间的交互行为。该文提出一种基于主从博弈的社区综合能源系统分布式协同优化运行策略,将综合能源销售商作为领导者,新能源冷热电联供运营商和负荷聚合商作为跟随者,求解各方在追求目标最优时的交互策略。首先,介绍社区综合能源系统的交易模式及数学模型,并将其嵌入到主从博弈框架下,建立一主多从的分布式协同优化模型。其次,证明Stackelberg均衡的唯一性,并通过遗传算法和二次规划相结合的算法求解。最后,通过算例验证所提方法的有效性,供能侧的收益和用能侧的消费者剩余同时得到提升。     

基于主从博弈理论的共享储能与综合能源微网优化运行研究

综合能源微网与共享储能在提高系统能源利用率方面具有显著效益，逐渐成为目前研究热点，如何建立一套共享储能背景下综合能源微网优化运行模型是当下亟待解决的问题。文章首先介绍系统运行框架，分析系统内各利益体的功能。然后，分别针对微网运营商、共享储能服务商以及用户聚合商建立优化运行模型。分析微网运营商与用户聚合商间的博弈关系，提出共享储能背景下微网运营商与用户聚合商间的Stackelberg博弈模型，并证明Stackelberg均衡解的存在性与唯一性。最后，在MATLAB平台上进行算例仿真，通过Yalmip工具与CPLEX求解器进行建模与求解，利用启发式算法与求解器结合的方法优化微网运营商与用户聚合商的策略。结果表明，所提模型不仅能有效权衡微网运营商与用户聚合商的利益，也能够实现用户聚合商与共享储能运营商的收益双赢，采用的求解算法能够保护微网运营商与用户聚合商间的数据隐私。     

基于需求侧博弈的区域综合能源服务商最优运营策略

为了提高综合能源服务商运营服务的高效性、清洁性和经济性,提出了一种基于需求侧博弈的综合能源服务商最优运营策略。通过对综合能源服务商模型的分析,以用户能源消耗量确定系统碳排放量,建立了区域综合能源服务商碳排放模型,确定了园区的碳排放量。在此基础上,考虑了用户对用能成本波动的可承受能力和服务商应对用户用能变化的风险成本,分别以综合能源服务商全天利润最大、用户用能成本最小为目标函数,建立了综合能源服务商-多用户博弈优化模型。采用迭代搜索法得到纳什均衡解,从而确定服务商最优运营策略。最后以典型工业园区为例对所提策略进行仿真验证。结果表明,所研究的服务商运营策略有效降低了系统碳排放量,提高了综合能源服务商的经济效益和用户满意度。     

含电动汽车和电转气的园区能源互联网能源定价与管理

能源互联网的发展有助于实现多能系统间的互补、协调和优化,获得经济与环境效益。而电动汽车向电网反向送电(V2G)和电转气(P2G)技术的不断发展,对能源互联网中多类型能源的能量管理提出了新的要求。在此背景下,以含电动汽车和P2G设备的园区能源互联网为研究对象,首先提出包含能源供应商、园区运营商和用户代理的互动框架。接着,建立了园区运营商和用户代理理性追求自身利益最大化的主从博弈模型。其中,园区运营商(领导者)确定从能源供应商处的购能策略、所拥有设备的运行状态,并制定向/从用户代理出售/购买的多种能源价格,而用户代理(追随者)则根据动态能源价格信号调整用户用能策略。之后,应用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件、对偶定理和线性松弛技术,将主从博弈模型转化为混合整数线性规划问题,并利用商业化求解器YALMIP/GUROBI求解。最后,以某工业园区为例对所提出的模型和方法进行说明,并着重分析V2G和P2G技术在提高系统运行的整体经济性、消纳风电能力等方面的效果。     

综合能源系统分层分布式协调控制方法

针对综合能源系统多能流相互耦合、协同互补、多利益主体的特点,提出一种分层分布式的协调控制方法。当系统正常运行时,上层园区与下层用户控制系统均以运行费用最小为目标对自身资源进行优化控制;当园区负荷峰值越限时,上层控制系统以总的削峰成本最小为目标,通过协调园区内直调资源与用户需求响应资源进行综合削峰,实现与电网的友好互动。实际工业园区案例的计算结果验证了所提方法的有效性和正确性。     

基于主从博弈的含碳捕集与热电联产综合能源系统优化运行

为了合理的分配综合能源系统中各主体之间的利益,促进能源低碳化,文中基于主从博弈框架建立了含碳捕集系统的综合能源系统优化调度模型,降低了热电联产机组的碳排放量和系统的运营成本。首先,构建碳捕集、电转气和热电联产的联合运行模型,在考虑综合需求响应的基础上,建立综合能源系统各主体的收益模型;其次,构建一主多从的Stackelberg博弈模型,并证明了该博弈纳什均衡的存在;由于构建的优化模型具有大规模、非线性、非凸的特点,难以求解,提出一种新型的天牛郊狼算法结合二次规划的分布式算法求解模型;最后以北方某工业园区为算例进行验证,分析结果表明文中提出的模型及改进算法与传统模型相比,有效的降低了综合能源系统的运行成本和碳排放量,且提高了可再生能源的消纳能力。     

考虑建筑热惯性的园区代理商电价策略及用能优化

随着零售电力市场的逐步开放,代理商将在工业园区的用电管理中扮演越来越重要的角色.合理设计定价策略,增加代理商利润,同时有效降低园区用户空调系统用电费用,是重要的运营问题.为此,文中提出一种考虑建筑热惯性的代理商-用户主从博弈电价双层优化模型.上层以代理商利润最大为目标,依据用户反馈的用电策略,决定代理商向电网购、售电的...     

基于综合需求响应的工业园区联络线功率控制

为平抑可再生能源系统所引起的联络线功率波动,工业园区通常采取整合园区内部所有源荷设备进行统一集中管理或基于电力需求响应的简单源荷互动运行模式,未能充分挖掘园区多能负荷综合需求响应的潜力。在分析工业园区用能特点的基础上,文中提出了一种基于综合需求响应的联络线功率控制方法,建立了园区与生产任务相关的储能、空调负荷以及电动汽车的综合需求响应特性模型,并通过激励多元用户进行需求响应以平抑功率的波动,有效实现了兼顾综合运行成本及跟踪控制误差的联络线功率控制。结合南方某蓄电池生产工业园区进行算例分析,结果表明该方法能降低园区经济损失,使内部负荷用户受益,并确保对联络线功率计划的有效跟踪。     

计及设备变负载率特性的综合能源系统“源-荷-储”协同优化调度策略

针对传统综合能源系统忽略设备变负载率特性建模而导致调度方案经济性降低等问题,提出了一种计及设备变负载率特性的综合能源系统“源-荷-储”协同优化调度策略。首先,基于对系统“源-储”两侧设备运行特性的研究,建立了设备的变负载率模型,以减少传统恒定效率模型带来的调度误差;其次,引入主从博弈理论分析了综合能源系统供需两侧之间的交互过程,建立了计及设备变负载率特性的供需两侧主从博弈模型,进而证明了所提模型存在唯一博弈均衡,并提出相应求解流程;最后,对某园区综合能源系统进行仿真分析,结果表明：本文所提策略能够实现综合能源系统“源-荷-储”协同运行,提升供给侧与需求侧的经济效益。     

具有电力需求预测更新的智能电网实时定价机制

智能电网环境下,基于需求侧管理的电力需求实时预测和定价机制对于维持电力供需平衡,削峰填谷至关重要。文中引入贝叶斯信息更新方法对智能电网中用户电力需求信息进行实时预测更新,然后将售电商与用户之间的实时电价与电力需求策略互动行为生成一主多从博弈模型并进行均衡分析。通过数值仿真分析,在与无电力需求预测更新下的智能电网实时定价机制对比以后,发现所提出的具有电力需求预测更新的实时定价机制可以提高用户用电满意度和参与需求侧管理的积极性,同时也增加了售电商利润。     

综合负荷聚合商参与的配电—气能源系统供需互动均衡模型

在综合能源系统背景下,提出一种基于主从博弈机制的配电—气能源系统与多个综合负荷聚合商的互动均衡模型。考虑次日能源价格的制定,配电—气系统以总利润最大化为目标求解日前最优能流。在价格机制作用下,综合负荷聚合商通过优化能源配置降低自身能源购置成本,从而实现配电—气系统与综合负荷聚合商的互利共赢。为求取主从博弈均衡解,采用二阶锥松弛(SOCP)和罚凸凹过程(PCCP)消除配电—气系统优化模型中的非凸源,并应用KKT条件和强对偶理论将原模型转化为单层凸优化模型。由此通过迭代求解混合整数二阶锥规划问题逐渐缩紧配气网管道气流松弛域,最终获得博弈均衡解。最后,以IEEE 33节点配电网和20节点配气网构成的系统为例进行仿真说明,所得结果验证了文中模型及方法的有效性。